Question

【題目】工業上可以從電解銅的陽極泥中提取很多重要物質，其工藝流程如下：

已知：①陽極泥的主要化學成分，如表所示：

主要成分	Cu Ag Au Se Te
百分含量/%	23.4 12.1 0.9 6.7 3.1

②溫度和硫酸濃度對陽極泥中各組分浸出率的影響，如表所示：

	固定浸出溫度			固定H2SO4濃度
H2SO4濃度 / mol·L－1	浸出率/%		浸出溫度/℃	浸出率/%
	Cu Ag Au Se Te			Cu Ag Au Se Te
4	95.1 4.67 ＜0.2 0.83 8.93		30	87.1 4.58 ＜0.2 0.08 6.83
3	94.5 4.65 ＜0.2 0.28 6.90		40	94.5 4.65 ＜0.2 0.28 6.90
2	78.1 2.65 ＜0.2 0.05 2.85		50	96.1 5.90 ＜0.2 0.64 8.73

(1)步驟I的主要目的為浸出銅，發生的主要反應的化學方程式為__________；分析表2數據，可知步驟I最適合的條件為______________。

(2)步驟II中，加入Cu粉的目的是除去濾液中含碲的離子，加入NaCl的目的為________。

(3)步驟III的操作方法為___________。

(4)步驟IV中，反應溫度為75℃。加入H2O2溶液作用為______________；此過程中H2O2溶液的添加量要遠遠高于理論值，原因為_____________。

(5)步驟VI中所發生反應的化學方程式為_______。

(6)步驟VII中，堿性環境下電解Na2TeO3溶液可得Te實現，陰極的電極反應式為_____。

Answer 1

【答案】2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O 硫酸濃度3 mol·L-1、浸出溫度40℃ 除去濾液中的Ag+ 加熱濃縮（蒸發）、冷卻結晶、過濾 氧化濾渣中的硒和碲，使其進入溶液中 增加硒和碲的浸出率、H2O2會有部分分解 Na2SeO3＋2Na2SO3＋2HCl＝Se＋2Na2SO4＋2NaCl＋H2O TeO32—＋4e－＋3H2O＝Te＋6OH－

【解析】

(1)根據陽極泥的成分和流程圖，及題目要求，主要反應是銅與硫酸及空氣中氧氣的反應，配平方程式即可；根據題目中所給表格②中數據分析，綜合考慮浸出率和經濟性等原則得出結論；

(2)步驟Ⅱ中，加入NaCl的目的顯然是使Ag+轉化為氯化銀沉淀而除去；

(3)使結晶水合物從溶液中結晶析出的步驟是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等；

(4)步驟Ⅳ中，反應溫度為75℃．加入H2O2溶液的作用為氧化濾渣中的硒和碲，使其進入溶液中；此過程中H2O2溶液的添加量要遠遠高于理論值，原因是：從速率及平衡角度考慮，可增加硒和碲的浸出率，H2O2會有部分分解，有損失；

(5)根據流程圖中的反應物和生成物，配平方程式即可；

(6)根據反應物Na2TeO3和生成物Te，結合堿性條件，陰極應發生還原反應，根據守恒即可寫出其電極反應式。

(1)根據陽極泥的成分和流程圖及題目要求，主要反應是銅與硫酸及空氣中氧氣的反應，反應的方程式為2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；根據題目中所給表格②中數據分析，可知當硫酸濃度為2 molL-1、浸出溫度30℃時浸出率太低，硫酸濃度為3 molL-1、浸出溫度40℃時浸出率已較高，再增大濃度和升溫對浸出率影響不大，但會浪費試劑和能源；故可知步驟I最適合的條件為 ：硫酸濃度3 molL-1、浸出溫度40℃；

(2)步驟Ⅱ中，加入NaCl的目的顯然是使Ag+轉化為氯化銀沉淀而除去；

(3)使結晶水合物從溶液中結晶析出的步驟是：蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等；

(4)硒和碲不溶于水，步驟Ⅳ中，反應溫度為75℃．加入H2O2溶液的作用為氧化濾渣中的硒和碲，使其進入溶液中；此過程中H2O2溶液的添加量要遠遠高于理論值，原因是：從速率及平衡角度考慮，可增加硒和碲的浸出率；H2O2會有部分分解；

(5)根據流程圖中的反應物和生成物，根據得失電子守恒、原子守恒，反應的方程式為Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O；

(6)根據反應物Na2TeO3和生成物Te，結合堿性條件，陰極應發生還原反應，根據守恒即可寫出其電極反應式TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。